DE2707939C2 - Härteprüfer - Google Patents

Description

a) bei einer Ausbildung des Härteprüfers mit drei Ausbauten weisen die Aufbauten (1 und 4; 20, 22, 23) je eine starr mit ihnen verbundene Säule (3,6,22) auf;

b) die Säulen (3, 6, 22) sind untereinander und zur Achsenrichtung des Eindringkörpers (10) parallel;

c) je zwei Säulen sind mittels zweier zueinander paraJ'.Mer elastischer Blätter (24, 25; 26, 27) miteinander verbunden, die mit ihren Enden an den Säulen spielfrei befestigt sind.

2. Härteprüfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

a) die zwei Säulen (3, 6 sowie 6, 22) durch je zwei elastische, parallel zueinander verlaufende Blätter (24, 25 und 26, 27) dergestalt miteinander verbunden sind, daß sie mit diesen jeweils ein Viereck bilden, dessen Verformung durch elastiscne Verformung der Blätter erzielt wird;

b) von zwei mit Jem b. treffenden Paar von elastisch.η Wätltrn (24, 25) ein Viereck bildende Säulen (3, 6), die ."ine Teil des oberen Aufbaus (4) ist. der eine Stange (16') tragt, auf welche der Druck für die Messung von außen aufgebracht wird, und

c) die andere Teil des unteren Aufbaus (I) mit einem Tragteil (7) isi. der den Eindringkörper (11) und eine Büchse (8) trägt, in welcher der Eindringkörper (10) herausragend geführt ιά und deren Rand (9) eine Bezugsfläche bildet.

3. Härteprüfer nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß

a) die Säule (6), welche Teil des oberen beweglichen Aufbaus (4) ist und den zur Übertragung des Druckes dienenden Teil (16) trägt, mit einer dritten Säule (22) über elastische Blätter (26,27) ein Viereck bildet;

b) die dritte Säule (22) Teil des beweglichen Aufbaus (20, 22, 24) bildet, mittels dessen die von einer Feder (21) gelieferte Prüflast auf den Eindringkörper (JO) übertragbar ist.

Die Erfindung geht aus von einem Härleprüfer nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

In einer derartigen bekannten Vorrichtung zur Härteprüfung (DE-PS 6 03 531) sifld auf eitler Grundplatte ein verstellbarer Objekttisch, die Halterung eines Fernrohrs mit Mikromelerokular, ein Träger von lose ineinanderhängenden Rohrabschhilten mit auf eine Auflagefläche aufzulegenden Gewichten und ein Träger eines Diamanten als Eindringkörper unter der Auflagefläche befestigt. Der Eindringkörper ist mit zwei parallel zueinander angeordneten Blattfedern schwebend aufgehängt, die an ihren Enden in einem einen Bestandteil des Trägers bildenden Führungsstück befestigt sind. Unter der Wirkung eines oder mehrerer auf die Auflagefläche aufgelegter Gewichte ist somit der Eindringkörper ohne Überwindung unkontrollierbarer Reibungswiderstände

in auf den zu prüfenden Werkstoff auf dem Oujekttisch bewegbar. — In dieser Vorrichtung ist nur ein Teil, nämlich der den Eindringkörper bildende Diamant reibungsarm mit zwei Blattfedern gelagert. Diese Lagerung bietet sich auch insofern an. als auf der

ι i Grundplatte mehrere Aufbauten auf Trägern, Halterungen oder dergleichen angebracht sind, so daß zur Befestigung der Blattfedern keine besonderen Maßnahmen zu treffen sind. Nachteilig ist dabei, daß die Vorrichtung ein voluminöses, aufwendig zu fertigendes Gerät darstellt, das aufgrund seiner Bauart auch nicht zum Aufsetzen auf das zu prüfende Werkstück als Ganzes manuell handhabbar oder an einer Werkzeugmaschine befestigbar ist.

Zum Stand der Technik (DE-PS 9 20 993) gehören

jr. auch kompaktere, automatische Meßeinrichtungen für Vorlasthärteprüfer. die mit drei gegeneinander beweglichen Hauptbauteilen (Aufbauten) aufgebaut sind (DE-PS 9 20 «93). Oiese Hauptba-iteile sind ein Instr.; mentenkörper. in dem mit Ausnahme der Meßuhr im

jo wesentlichen alle anderen Elemente untergebracht sind, eine in dem Instrumentenkörper verschiebbar gelagerte Meßbüchse, in der wiederum ein Prufstemnel mit Bund verschiebbar gelagert und über einen Schieber arretierbar ist Der Prufstempel geht unten in den hindringkor

Ji per über Die Lagerung der genannten beweglichen Hcjijpthaiiteile erfolgt so. daß sie in Achsenrichtung des Eindringkorpers verschiebbar sind, in /vlindrischen Laufbuchsen oder Bohrungen. Der Instrumenienkörper und die Meßbuchse stellen dabei verhältnismäßig aufwendig geformte (GußlTeile -'ar. Der Fertigungsaufwand uird ferner wegen der eingeschränkten Zug.inglichkeii <ics Innern dieser (Guß-)Teile und der zum Teil komplizierten Verbindungselemente (Druck glied) erhöht. In meßtechnischer Hinsicht ist vor allem

•»5 nachteilig, daß die Lagerung der Meßbuchse und des Prufstempels mit Bund in den zylindrischen Büchsen bzw Bohrungen Undefiniert reibungsbehaftet ist. außer dem l.agerspiel aufweisen kann, was die Meßgenauigkeit beeinträchtigen kann, wenn keine sehr präzise Fertigung vorgenommen wurde

Die vorliegende Erfindung geht von der Aufgabe aus. einen Härteprüfer mit mehreren gegeneinander ver schiebbaren Aufbauten zu schaffen, der kompakt als tragbares Instrument ausgebildet ist und in dem gleichwohl die gegeneinander verschiebbaren Aufbauten mit /u vernachlässigender definierter Reibung gelagert sind.

Diese Aufgabe wird mit einem Härteprüfer mit den im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen gelöst.

Mit dem Härteprüfer gemäß der Erfindung sind in technisch vorteilhafter Weise an den die Meßgenauig· kcit beeinflussenden beweglichen Aufbauten trotz kompakter Ausbildung Lagerspiele und Undefinierte nennenswerte Reibungen beseitigt, da sie trotz einer Vielzahl miteinander gekuppelter Aufbauten ohne zylindrische Führungsteile auskommt. Die fiortablen Geräte sind einfach herzustellen und zu montieren und

gewährleisten doch eine große Genauigkeit.

Im einzelnen erfolgt in dem Harteprufer die Verbindung und Führung jeder beweglichen Aufbaute zu der anderen dadurch, daß jede Aufbaute individuell mit einer Säule ausgerüstet ist, die alle zueinander -, parallel und zu der Achsenrichtung des Eindringkörpers ausgerichtet sind, aber nicht starr miteinander in Verbindung stehen. Vielmehr sind sie untereinander über Paare jeweils gleich langer Blattfedern in der Weise verbunden, daß zwei verschiedene Parallele)- ;,, gramme gebildet werden, die durch die elastische Verformung der Blattfedern verbiegbar sind. Derart werden die Säulen und die mit ihnen gebildeten Aufbauten praktisch achsparallel zueinander geführt.

Insbesondere können eine obere verschiebbare η Aufbaute zur Aufnahme einer von außen einwirkenden Kraft, eine mittlere Aufbaute zur Übertragung der durch eine Feder erzeugten Prüfkraft auf den Eindringkörper und eine untere Aufbaute mit einer Bezugsfläche zur Auflage auf dem zu prüfenden Körper :n in der angegebenen Weise ausgebildet sein und gegeneinander in Achsenrichtung des Eindringkörpers verschiebbar miteinander in Verbindung Mehr i.

Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen. >■-,

Die Ausbildung des Härteprüfers gemäß Anspruch 2 ist besonders gedrungen, da derart die Säulen der Anbauten im wesentlichen nebeneinander i.nd nicht übereinander angeordnet sind. Die Bauhöhe /vvischen der St.ingL-. auf welche der Druck für die Messung »: aufgebr i..hi wird, und dem Eindringkörper ist kurz. Es können bei kleinen Auslenkungen nur axiale Verschiebungen der Säulen gegeneinander auftreten wie sonst in Gelenkparallelogrammen.

Mit der speziellen Ausbildung des Härteprüfers nach r, Anspruch 5 wird der Vorteil erzielt, daß die Säule des oberen Aufbaus zugleich zur Lagerung des mittleren und des unteren Aufbaus dient. Diese Ausbildung ist sowohl teilearm und somit herstellungsgünstig als auch äußerst gedrungen, da alle gemäß Anspruch 2 gebildelen Viereck· in praktisch gleicher Höhe liegen.

Ein Ausfuhrungsbeispiel eines Härteprüfers nach der Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Fs zeigt

Fig. I eine schematische Darstellung des Gerätes 4i teilweise im Schnitt; und

F i g. 2 u.id 3 irn Schnitt zwei verschiedene Säulen, mit der Art und Weise der starren Verankerung der elastischen Blätter an diesen.

Wie in F i g. I gezeigt ist, besitzt der Härteprüfer gemäß der Erfindung eii- ;n ersten Teil 1. der aus einem starren unteren Aufbau mit einer kräftigen horizontalen Platte 2 testeht, mit der eine vertikale Säule 3 fest verbunden ist; und einen zweiten Teil 4, der aus einem starren Aufbau mit einer Platte 5, parallel zur Platte 2, und einer vertikal zur Platte 5 und fest mit dieser verbunden, parallel zur Säule 3 verlaufenden Säule 6 besteht, weiche sich nach unten über die Platte 2 hinaus erstreckt.

Die beiden Teile 1 und 4 sind dazu bestimmt, die Hauptbestandteile des Gerätes zu tragen und sich in bezug aufeinander während der Messung zu bewegen.

Der Teil 1 weist unterhalb der Platte 2 einen Tragteil 7 auf mit einer Büchse 8 mit vertikal verlaufender Achse, deren unterer Rand 9 die Bezugsfläche bildet, wobei durch die Büchse 8 der Eindringkörper 10 mit dem Eindringkörperträger 11 geht, der an einem Hebel 12 Verankert ist. Dieser rkibel 12 ist mit einem Ende in seinem Drehpunkt 13 an einer Konsole dea Tragteiis 7 gelagert und erstreckt sich mit seinem anderen Ende aus diesem Tragteil heraus, um die Tasistange 14 einer an sich bekannten Meßuhr 15 zu tragen. Bei der Meßuhr kann es sich um eine mit manueller oder um eine mit automatischer Nullstellung handeln.

Die Platte 5 trägt eine koaxial zum Eindringkörper 10 verlaufende Stange 16. die in bezug auf die Platte 5 um ihre Achse drehbar aber nicht axial verschiebbar ist.

Auf diese Weise kann sich die Stange 16 axial nur starr mit dem gesamten, den Teil 4 bildenden Aufbau verschieben.

Die Stange 16 hat einen mit Gewinde versehenen Teil 16', auf den sich ein Flansch 17 schraubt, der durch einen fest mit der Platte 5 verbundenen Zapfen 18 in einer Drehung relativ zur Platte 5 gehindert ist.

Das untere Ende der Stange 16 hat eine Schulter 19, die einen Gegenfiansch 20 trägt. Zwschen dem Flansch 17 und dem Gegenfiansch 20 sitzt eine Schraubenfeder 21 Sie liefert die auf den Eindringkörper wirkende Prüfkraft

Der Gegenflarsch 2ü ist mittels erntr kleinen Säue 22 oder vorzugsweise zweier kleiner paralleler Sa.ilen (nicht gezeigt) beiderseits der Mittelachse mit einem Druckstück 23 vewnden. Dieses nimmt in einem Sackloch eine kleine Stange 24 mit axialem Spiel auf. die vom Eitidringkorper.rager 11 gelragen wird und koaxial zum Eindringkörper ¹O verläuft.

Der aus dem Geger:linsen 20. den kleinen Säulen ?2 und dem Druckstuck 2i bestehende Aufbau bildet einen dritten starren Bauu-i! der sich axial in bezug auf den Eindringkörper 10 jhü in bezug auf die in sich starren Bauteile 1 und 4 verschieben kann.

In dem so bescnne^henen Gerat verlaufen die Säulen 3, 6 und 22 vcllkonunen parallel untereinander und parallel /ur Achse des i.indringkörpers 10

Der von dem Gegcnflansch 20, den Sauler, 22 und dem Druckstuck 2i gebildete Aufbau dient zur Übertragung der duriii die Feder 21 gebildeten Last auf den Eindringkörper 10

Die Säulen 3 ι ■ J 6 sind durch zwei parallel zueinander verlaufen.'e elastische Blätter 24 und 25 miteinander verbunden. Wie aus F ι g. 1 hervorgeht, tragen die beiden Bliifer 24 und 25 gegenseitig die Teile 1 und 4 und gestalten durch ihre Biegsamkeit eine Relativverschiebung zwischen diesen Teilen parallel zu den Achsen der Säulen und demnach parallel zu der Achse des Eindringkörpers.

Die Enden der Blätter 24 und 25 sind starr an den jeweiligen Säulen verankert, und aus diesem Grunde erfolgen die Relativverschiebungen zwischen den Teilen 1 und 4 ohne Spiel aber auch ohne Reibung. Da. wie weiterhin zu beachten ist. die Relativverschiebungen zwischen den Teilen 1 und 4 nur gering sind, verschiebt sich die Stange 16 zusammen mit dem Teil 4 längs ihrer Achse, ohne merklich von der Achse des Eindringkörpers 10 abzuweichen, wodurch die notwendigen und ausreichenden Voraussetzungen zusammen mit der Freiheit von Spiel und Reibung erhalten werden, um eine ausreichend "enaue Messung zu gewährleisten.

Die Säulen 6 und 22 sind auch durch entsprechende Blätter 26 und 27 miteinander verbunden, die ebenfalls parallel zueinander verlaufen. Auch in diesem Falle ist die Verankerung der Blätter starr, so daß eine Verschiebung der Säule 22 in bezug auf die anderen Teile immer axial zum Eindringkörper verläuft und ohne merkliche Verschiebung parallel zu sich selbst.

F i g. 2 zeigt im Schnitt den Aufbau der Säule 3 und die

Art der starren Verankerung der Blätter 24 und 25 an derselben. Die Säule 3 besteht aus einer zentralen Stange 28, deren unteres Ende 29 mit Gewinde versehen und in eine entsprechende Bohrung in der Platte 2 eingeschraubt ist. während ihr oberes Ende 30 auch mit Gewinde versehen ist zur Aufnahme einer Mutter 31. Die Stange 28 trägt eine zylindrische Büchse 32. deren Lage in bezug auf die Stange 28 durch dazwischenliegende zylindrische Abstandsstücke 33 und 34 bestimmt wird. Die Büchse 32 drückt mit ihrem unteren Rand gegen dns Blatt 25, das von einer Unterlegscheibe 35 getragen wird, die ihrerseits auf der Platte 2 sitzt. Das obere Ende der Büchse 32 drückt gegen das Blatt 24. gegen welches oberhalb ein Ring 36 Widerlager bildet, auf den die Mutter 31 wirkt. Durch Festziehen der Mutter 31 erfolgt also auf dem mit Gewinde versehenen Ende 30 ein kräftiges Einspannen aller zwischen der Mutter und der Platte 2 vorhandenen Teile, so daß die Bläiier 24 und 25 fcsi bkiCktcfi Vvcfdcfi ühfic iigend eine Möglichkeit eines Spiels.

F i g. 3 ist ein Axialschnitt der Säule 6 und zeigt diese Säule und die Befestigung der Blätter 24 und 25 sowie 26 und 27 an derselben.

Die Säule 6 besteht aus einer langen Stange 37. deren oberes Ende 38 mit Gewinde versehen und in die Platte 5 des Teiles 4 geschraubt ist.

Die Stange 37 besitzt auch ein dazwischenliegendes Gewinde 39. auf das eine Mutter 40 geschraubt ist. sowie ein unteres, mit einem Sackloch 41 versehenes Ende zur Aufnahme einer Schraube 42.

Auf der Stange 37 ist eine erste Büchse 43 ähnlich der Büchse 32 von F i g. 2 angeordnet, die durch zylindrische Abstandsstücke 44 und 45 auf der Stange 37 gehalten wird.

Oben drückt die Büchse 43 gegen das Blatt 24, durch welches die Stange 37 geht, und das gegen einen Ring 45 anliegt, der gegen die Unterseite der Platte 5 stößt. Unten drückt die Büchse 37 auf das elastische Blatt 26 und unter Zwischenschaltung eines Abslandsringes 46 auch auf das Blatt 25. das sich unter Zwischenschaltung eines Unterlegringes 47 gegen die Mutter 40 abstützt.

Durch Festziehen der Mutter 40 werden also sämtliche zwischen dieser und der Platte 5 befindlichen Teile zusammen blockiert, und demnach werden die Blätter 24, 25 und 26 zuverlässig und spielfrei eingespannt.

Der Kopf 42' der Schraube 42 drückt über eine Unterlegscheibe 48 und einem oder mehrere Abstandsringe 49 axsal gegen eine zweite Büchse 50, welche auf ■ dem unteren Teil der Stange 37 sit/.t und gegen den unteren Rand der Mutter 40 stößt. Zwischen den Abstandsstücken 49 und dem Rand der Büchse 50 sitzt das elastische Blatt 27, durch welches die Stange 37 geht und zwar derart, daß durch festes Anschrauben der in Schraube 42 sämtliche zwischen dem Kopf 42 und der Multer 40 befindlichen Teile blockiert werden, wodurch das Blatt 27 ohne irgendeine Möglichkeit eines Spieles eingespannt wird

Auch die Blätter 26 und 27 werden in ähnlicher Weise wie in Fig. 2 bezüglich der Säule 3 auf der Säule 22 blockiert, wenn auch mit Teilen, deren Ausmaße in geeignetem Verhältnis zum Maß der Säule 22 stehen.

Aus I·" i g. 1,2 und 3 ist ersichtlich, daß das Säulenpaar

*J UIIU V UIIU UH, uctf.tlß*.icv, fß«.»· «.,«.»«(.(«.!.«.,ι t*» «*·«., ~ » und 25 einerseits und das Säulenpaar 6 und 22 sowie die dazugehörigen elastischen Blätter 26 und 27 andererseits zwei verschiedene elastische Aufhängungen in Form von rechteckigen Parallelogrammen bilden, in welchen die Blätter gegenüberliegende Seiten gleicher Länge und gleicher elastischer Verformung bilden, so daß nur axiale Verschiebungen der Säulen möglich sind.

entsprechend den üblichen Bewegungen bei Gelenkparallelog/dmmen.

Obgleich gemäß F i g. 1 die Blätter senkrecht zu den Achsen der Säulen verlaufen bzw. eingespannt sind, ist es vorzuziehen, daß sie in der Ruhestellung in bezug auf die Senkrechte zu diesen Achseti-um etwa die Hälfte der vorgesehenen Verschiebung bzw. Verformung davon abweichen, um die Querverschiebungen gegenüber den betrieblichen praktisch unmerklich werden zu lassen.

In der praktischen Ausführung kann natürlich die Anordnung der Säulen 3,6 und 22 verschieden sein.

Zum Beispiel können die Säulen 3 und 6, statt beide auf einer Seite der Stange 16 zu liegen, symmetrisch in bezug auf diese angeordnet sein. Weiterhin können die durch die elastischen Blätter miteinander verbundenen Teile in Aufbau. Zahl und in Abhängigkeit von dem zu verwirklichenden Gerät variieren, auch ohne Verwendung der Säulen 3,6 und 22.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Härteprüfer mit wenigstens zwei relativ zueinander verschiebbaren Teilen, die durch zwei parallel zueinander verlaufende elastische Blätter, die an ihren Enden in den Teilen fest eingespannt sind, miteinander verbunden sind, wodurch wenigstens eines der Teile gegenüber dem anderen in Achsenrichtung eines Eindringkörpers verschiebbar geführt ist, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale: